胸椎转移癌的碳离子放射治疗与光子放射治疗的剂量学对比

目的]在椎体转移癌中,比较碳离子放射治疗(carbon ion radiotherapy,CIRT)与光子的三维适形(three-dimensional conformal radiotherapy,3DCRT)、调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy,IMRT)、容积旋转调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)计划的剂量学优势。方法]10例胸椎转移癌患者分别设计出CIRT、3DCRT、IMRT、VMAT 4种计划。靶区勾画原则遵循国际辐射单位和测量委员会(ICRU)第50、62、83号报告的建议。光子治疗计划是在Eclipse计划系统上设计的,碳离子计划是由ciPlan计划系统完成的,均为二维适形碳离子计划。两种设计的优化约束条件基本相同,要求处方剂量覆盖95%计划靶区(planning target volume,PTV)体积。采用适形度指数(conformity index,CI)、均匀性指数(homogeneity index,HI)评价靶区剂量分布和适形性;采用梯度指数(gradient index,GI)和5 Gy等剂量线包绕体积与靶区体积比值(V5/VPTV)评估靶外剂量跌落;采用平均剂量Dmean、最大剂量Dmax、5 Gy等剂量线包绕体积(V5)等参数评价危及器官。结果]CIRT、3DCRT、IMRT和VMAT计划均满足临床剂量处方要求,4组计划的处方剂量覆盖率分别是CIRT为95.30%±0.57%,3DCRT、IMRT、VMAT均为95%。4组计划的HI,3DCRT和其他3组差异具有统计学意义(P<0.001)。4组计划中的CI,3DCRT、CIRT组分别与VMAT、IMRT组对比具有统计学意义(P<0.001)。CIRT计划GI和V5/VPTV明显低于任何一种光子放疗计划(P<0.001)。肝脏、小肠、心脏、胃的受照剂量小,差异无统计学差异;脊髓剂量跟随靶区最大剂量变化,差异无统计学差异。CIRT不仅减少肺的平均照射剂量,而且明显减少肺的低剂量照射体积。结论]与光子的3DCRT、IMRT、VMAT计划相比,CIRT在治疗胸椎转移癌时减少双肺的辐射剂量,同时保证对靶区的处方剂量覆盖率及剂量均匀性。

Dosimetric Comparison of Carbon Ion Radiotherapy with Photon Radiotherapy for Thoracic Vertebral Metastatic Carcinoma